Мошини таҳлилии Беббиҷ. Нуқтаи назари Фон Нейман

Ба дигарон равон намоед

Беббиҷ. Қадами хеле муҳими навбатӣ дар пешбурди техникаи ҳисоббарор ба асри XIX рост омад. Дар ин аср ихтирооти бемисл анҷом дода шуданд. Барои сохтани навъи нави мошинҳои ҳисоббарор олимон дар асоси назарияи нав ғояҳои кӯҳнаро ба кор мебурданд. Яке аз чунин намояндаи ин аср намоёнтарин математики англис Чарлз

Беббиҷ (1792-1871) ба ҳисоб меравад. Маҳз Беббиҷро асосгузори компютерҳои муосир меҳисобанд. Вале фарқи тадқиқотҳои Беббиҷ аз Паскал ва Лейбнитс дар он буд, ки ӯ назар ба татбиқи амалии ғояҳояш қисми бештари вақти худро ба лоиҳакашии мошинҳои ҳисоббарор бахшидааст. Ғояи

офаридани мошини

ҳисоббарори дар асоси барнома коркунанда низ ба Беббиҷ тааллуқ дорад.

Г арчанде ғояи сохтани чунин мошин мавҷуд ва лоиҳаи он ҳанӯз соли 1830 пурра тартиб дода шуда бошад ҳам, вале худи

мошин ҳамчун техникаи ҳисоббарор амалан то ба охир дар ҳаёт татбиқ нашуда монд. Сатҳи онрӯзаи технологии сохтани қисмҳои зарурӣ хеле паст буд. Ҳамаи ин норасоиҳо ва дараҷаи техникаи мавҷудаи онрӯза ба Беббиҷ имконият надоданд, ки ӯ мошини худро ба пуррагӣ сохта тавонад.

Ихтирои худро Чарлз Беббиҷ мошини таҳлилӣ (аналитикӣ) номид. Мувофиқи лоиҳа мошини ӯ бояд бо ёрии қувваи буғ ба кор медаромад. Дар ин ҳангом мошин мебоист фармонҳоро қабул, ҳисоббарориҳоро иҷро ва натиҷаҳои заруриро дар коғаз чоп менамуд. Барномаҳо бошанд, мебоист рамзгузорӣ шуда, ба перфокортҳо гузаронида мешуданд.

ЭЗОҲ: Перфокорт — корти картоние мебошад, ки бо ёрии сӯрохчаҳо рамзсозӣ карда шудааст.

Ғояи ба воситаи перфокортҳо ба мошин дохил кардани барномаро Беббиҷ аз ихтироъкори фаронсавӣ Жозеф Жаккар гирифтааст. Жаккар перфокортҳоро барои идоракунии амалиёти гуногун дар дастгоҳҳои бофандагӣ истифода мебурд. Ба воситаи комбинатсияҳои сершумори перфокортҳои сӯрохдор ӯ ҳангоми бофтани матоъ нақшу нигорҳои ҳархела ҳосил менамуд. Жаккар ҳатто фикр ҳам карда наметавонист, ки рӯзе ғояи ӯ барои коркарди иттилоот дар мошинҳои ҳисоббарор истифода бурда хоҳад шуд.

Ҳамин тариқ, мошини таҳлилии Беббиҷ мувофиқи лоиҳа ҳамаи қисмҳои асосии компютерро дар бар мегирифт. Масалан, мошини ӯ дорои хотира (ба ибораи Беббиҷ — анбор), қисми арифметикӣ (осиёб) ва қисмҳои идоракунӣ, дохилкунӣ ва хориҷкунӣ буд. Он мошин бояд амалҳои ҷамъу тарҳро дар як сония ва зарбу тақсимро тақрибан дар як дақиқа иҷро менамуд. Мошини Беббиҷ аз рӯйи лоиҳа ҳамакор, яъне универсалӣ буда, ба воситаи он мебоист масъалаҳои ҳисоббарории дилхоҳ ҳал карда мешуд. Вале бояд қайд намуд, ки ин мошин низ ба монанди мошинҳои арифметикии (арифмометрҳои) дар ҳамон

давр амалкунанда, ҳамчун таҷҳизоти механикӣ фикр карда баромада шуда буд.

Беббиҷ ғояи бениҳоят муҳимро пешниҳод кард, ки мувофиқи он вобаста ба натиҷаҳои мобайнӣ имконияти тағйирдиҳии самти ҳисоббарорӣ пайдо шуд. Ин хосият имконият фароҳам овард, ки мошин дар ҳалли масъалаҳои хеле душвор истифода бурда шавад. Ин фикри Беббиҷ пеш аз ҳама ба математики соҳибистеъдод Огаста Ада Лавлейс (1815-1852) хуш омад. Ада Лавлейс, ки духтари шоири бузурги англис лорд Ҷон Байрон аст, муҳим будани усулҳои таҳлилиро хеле хуб дарк карда буд. Маҳз Ада барои мошини Беббиҷ барномаҳои аввалинро сохтааст ва ӯро, бешубҳа, барномасози аввалини ҷаҳон ном бурдан мумкин аст.

Ада Беббиҷро бовар кунонид, ки дар ихтирооташ ба ҷойи системаи ҳисоби даҳӣ системаи ҳисоби дуиро истифода барад. Ҳамкории Ада ва Беббиҷ, ки оғози ғоя ва назарияҳои нав буд, имрӯз ҳам дар самти барномасозӣ ва ҳам инкишофи техникаи компютерӣ натиҷаҳои худро дода истодааст.

Нуқтаи назари фон Нейман. Орзуҳои Беббиҷ тақрибан пас аз 100 сол дар ҳаёт амалӣ гаштанд. Соли 1937 профессори дониш- гоҳи Айоваи ИМА — булғор Ҷон Атанасов ба сохтани мошини ҳисоббароре сар

кард, ки он барои ҳалли масъалаҳои физикаи математикӣ пешбинӣ шуда буд. Тақрибан дар ҳамон сол лоиҳаи мошини релегиро корманди донишгоҳи Гарварди ИМА Говард Айткен пешниҳод намуд. Ин мошин Mark-1 номида шуд ва соли 1944 аз тарафи ширкати IBM сохта шуд. Вале он низ на мошини электронӣ, балки электромеханикӣ буд. Танҳо соли 1946 дар ИМА аввалин МЭҲ бо номи ENIAC сохта шуд, ки муаллифони он

кормандони донишгоҳи Пенсилвания Преспер Эккерт ва Ҷон Моучли буданд.

Қадами навбатӣ ва хеле муҳимро дар пешрафти МЭҲ мате- матики амрикоӣ Ҷон фон Нейман гузоштааст. Ӯ соли 1945 пешниҳод намуд, ки дар баробари маълумоти ададии додашуда барномаи коркарди ин маълумот низ ба хотираи мошин дохил карда шавад. Акнун имконият пайдо шуд, ки ба барнома низ ҳамчун ба объект таъсир расонида шавад.

Фон Нейман ғояи худро дар шакли мақола ба олимони ҷаҳон паҳн намуд. Ӯ ба таври хеле сода ва фаҳмо тарзи кори таҷҳизоти ҳамакори ҳисоббарорро маънидод намуд, ки вай таҳти унвони нуқтаи назари (принсипи) фон Нейман машҳур гашт.

Аз ҷумла, фон Нейман дар мақола овардааст, ки компютер бояд аз қисмҳои зерин иборат бошад:

  •  арифметикӣ-мантиқӣ — барои иҷрои амалҳои ариф- метикӣ ва мантиқӣ;
  •  идоракунӣ — барои идораи дигар қисмҳо ва раванди иҷрои барнома;
  •  хотира — барои нигаҳдории барнома, захираи маълумот ва аз нав эҳё намудани онҳо;
  •  таҷҳизоти беруна — барои дохил ва хориҷкунии иттилоот.

Мувофиқи мақола, хотираи компютер аз якчанд катаки рақамдор иборат буда, дар онҳо бояд фармонҳои барнома ва маълумоти коркардшаванда нигоҳ дошта шаванд. Катакҳо бояд ба таври хеле сода дастраси дигар қисмҳои компютер бошанд. Алоқамандии қисмҳои компютерро Фон Нейман чунин тасвир намудааст:

Дар сохтори болоӣ бо ёрии аломати ► сигналҳои идоуакунӣ ва бо ёрии ► сигналҳои иттилоотӣ ишорат карда шудаанд. Ба воситаи сигналҳои идоракунӣ қисми идоракунии компютер ҳамаи қисмҳои дигари онро идора менамояд ва бо ёрии сигналҳои иттилоотӣ бошад, вай раванди интиқоли иттилоотро дар байни қисмҳои компютер ба танзим меорад. Тарзи кори компютер дар намуди умумӣ чунин аст. Аввал бо ёрии ягон қисми беруна ба хотираи компютер барнома дохил карда мешавад. Қисми идоракунӣ аз катаки хотира, ки дар он фармони якуми барнома нигоҳ дошта шудааст, иттилоотро мегирад ва иҷрои онро ташкил менамояд. Ин фармон метавонад иҷрои ягон амали арифметикӣ ё мантиқӣ, хондани ягон маълумот аз хотира ё ба он сабт намудани натиҷа, ба воситаи қисми дохилкунӣ ба хотира ворид намудани маълумот ё аз он ба қисми хориҷкунӣ содир намудани маълумот ва ғайра бошад.

Пас аз иҷрои як фармон қисми идоракунӣ ба иҷрои фармони навбатии барнома шурӯъ менамояд. Ҳамин тариқ, қисми идоракунӣ пай дар пай фармонҳои барномаро ба таври худкор, яъне бе иштироки одам иҷро намуда, масъалаи дар наздаш гузошташударо ҳал менамояд.

Аввалин компютери дар асоси ақидаи Ҷон фон Нейман коркунандаро соли 1949 дар Англия Морис Уилкс ихтироъ намудааст. Ана бо ҳамин натиҷаҳо асри МЭҲ қадамҳои аввалини худро гузоштааст. Аксарият мамлакатҳои тарақ- қикардаи ҷаҳон ба сохтани мошинҳои электронии ҳисоббарор ҳамон солҳо оғоз намудаанд. Аз ҷумла, аввалин мошини англисӣ бо номи ED AC соли 1949, мошини русӣ бо номи МЭСМ соли 1951 ва ғайра сохта шуданд. Соли 1954 дар тамоми ҷаҳон тақрибан 100 МЭҲ буд. Дар солҳои минбаъда бошад, миқдори онҳо бо суръати хеле баланд зиёд мешуд: o соли 1965 — 40 000 адад; o соли 1974 — 215 000 адад;

o соли 1978 — 580 000 адад; o соли 1983 — қариб 2 000 000 адад; o ҳоло бошад, миқдори онҳо ба даҳҳо миллион раси- дааст.

Саволҳо:

  1. Чаро Ч. Беббиҷро асосгузори компютерҳои муосир меноманд?
  2. Фарқи фаъолияти тадқиқотии Беббиҷ аз Паскал ва Лейбнитс дар чист?
  3. Мошини таҳлилии Беббиҷ аз кадом қисмҳо иборат буд?
  4. Ғояи ба воситаи перфокортҳо дохил намудани барномаҳоро Беббиҷ аз кӣ гирифтааст?
  5. Ада Лавлейс кӣ буд ва ӯ ба Беббиҷ чӣ таъсир расонидааст?
  6. Аввалин компютер чӣ ном дошт, кай ва дар куҷо сохта шудааст?
  7. Нуқтаи назари Фон Нейман аз чӣ иборат аст?
  8. Компютерҳои дар асоси ақидаи Фон Нейман сохташуда аз кадом қисмҳо иборатанд?
  9. Сохти хотираи компютер чӣ гуна аст?
  10. Ба таври худкор иҷро намудани фармонҳо чӣ маъно дорад?

Супориш:

  1. Доир ба фаъолияти Беббиҷ ва мошини таҳлилии ӯ фикратонро баён намоед.
  2. Номи якчанд компютери аввалинро номбар кунед ва гӯед, ки онҳо дар куҷо сохта шудаанд.
  3. Дар синфхонаи компютерӣ бо қисмҳои компютер шинос шавед ва гӯед, ки кадом қисм барои иҷрои кадом вазифа пешбинӣ шудааст.

Маводҳои ҳамсон